Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Zastosowanie analizy plastycznej w projektowaniu konstrukcji stalowych

Studziński Robert

Nowoczesne Hale

|

2023

|

Nr 1

36--39

PL

W artykule zostały omówione praktyczne aspekty analizy plastycznej w odniesieniu do projektowania stalowych konstrukcji prętowych. W ramach poruszanego tematu w pierwszej kolejności przedstawiono istotę analizy plastycznej i zdefiniowano pojęcia nośności krytycznej oraz przegubu plastycznego. Następnie zwrócono uwagę na znaczenie stopnia statycznej niewyznaczalności konstrukcji w kontekście analizy plastycznej. W kolejnym kroku omówiono zawarte w Eurokodzie 3 kryteria stosowania analizy plastycznej, jakie muszą spełniać materiał i analizowana konstrukcja. Rozważania zostały podsumowane eksperymentem numerycznym obejmującym analizę plastyczną układu ramowego, który przeprowadzony został w programie AxisVM przeznaczonym do analiz inżynierskich.

EN

In the paper, the practical aspects of the plastic analysis of the steel frame structures are presented. Firstly, the importance of plastic analysis is discussed. Secondly, the definitions of critical load capacity and plastic hinge are given. Thirdly, the importance of the degree of static indeterminacy in the context of plastic analysis is highlighted. Furthermore, the limitations of the use of plastic analysis defined in Eurocode 3 are referred to the requirements related to steel grade and the static scheme of a structure. The considerations are summarised with a numerical experiment of the plastic analysis of a steel structure performed in the engineering program AxisVM.

2

Analiza porównawcza przestrzennych modeli jednowarstwowego przekrycia o kształcie walcowym z różnymi rozwiązaniami ścian szczytowych

Małysa Adrian, Weber Hanna

Builder

|

2023

|

R.27, nr 9

42--47

PL

W pracy przeanalizowano wpływ budowy ściany szczytowej wielkopowierzchniowej hali stalowej o kształcie walcowym z przekryciem zbudowanym z jednowarstwowej trójkątnej siatki prętów opartej na słupach. Dla analizowanego obiektu stworzono modele przestrzenne i przeprowadzono nieliniową analizę statyczną z uwzględnieniem efektów drugiego i trzeciego rzędu oraz analizę wyboczeniową. Na podstawie uzyskanych wyników przedyskutowano charakter pracy każdego z układów i wyciągnięto ogólne wnioski na temat wpływu konstrukcji ściany szczytowej na uzyskiwane wartości. Dla badanego przypadku wybrano optymalne rozwiązanie ściany szczytowej uwzględniające trzy kryteria: statykę konstrukcji, stateczność układu i masę wykorzystanej stali konstrukcyjnej.

EN

The paper analyzes the impact of the construction of the gable wall of a large cylindrical steel hall with a cover made of a single-layer triangular grid of bars supported on steel poles. Spatial models were created for the analyzed object and nonlinear static analysis with taking into account the effects of the second and third order, as well as a buckling analysis were carried out. Based on the obtained results, the behavior of each system was discussed and general conclusions were drawn on the impact of the gable wall structure on the obtained values. For the considered case, optimal solution of the gable wall was selected, taking into account three criteria: statics of structure, stability of the system and the mass of structural steel used.

3

Nonlinear analysis for proposing limit state criteria of reinforced concrete road bridge superstructures

Thi Thuy Van Tran, Bich Quyen Vu Thi

Archives of Civil Engineering

|

2023

|

Vol. 69, nr 1

495--512

EN

In the research of long-time operating road bridge superstructures, it should note that when the internal forces in the beam elements reach specific values, the stiffness of the cross-section of these elements should decrease. Besides that, if there are damaged places in the beam-element of the road bridge superstructures, the element could not work normally, and the redistribution of internal forces between elements in the whole system would happen. This phenomenon was not taken into account in the initial design calculation. In practice, it shows that many road bridges are subjected to greater loads than the calculated loads in the design process, but they still normally operate. This article proposes the other limit state criteria in evaluating the load capacity reserve of road-bridge superstructures using nonlinear analysis based on nonlinear deformational models of modern construction codes. The proposed calculation procedure is established to explain the load capacity reserve of long-time operating road bridge superstructures in the case of the lack of experimental evaluation. From the obtained results, the suitable limit state criteria for road bridge superstructures are suggested, and the conclusions about the accuracy of the proposed approach of nonlinear structural analysis are recommended.

4

Nonlinear forced vibration analysis of micro-rotating shaft-disk systems through a formulation based on the nonlocal strain gradient theory

Panahi Ramin, Asghari Mohsen, Borjalilou Vahid

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2023

|

Vol. 23, no. 2

art. no. e85, 2023

EN

The paper presents an upgraded size-dependent formulation for micro-rotating shaft-disks system to study their nonlinear forced vibration behavior. The novel formulation is based on the nonlocal strain gradient theory (NSGT). To achieve this goal, first of all, by incorporating the geometrical nonlinearity within the Rayleigh beam theory, the governing equations of the lateral motion of the system are derived by the Hamilton principle and then converted into a complex form. By defning some dimensionless parameters, the normalized form of the complex governing equation is also extracted. In the next step, the Galerkin method is implemented to establish an infinite set of ordinary differential equations (ODEs). Then, with the help of the method of multiple scales, the nonlinear ODE is solved to attain the vibrational amplitude of the system as well as its forward and backward natural frequencies. Lastly, an all-out parametric study is conducted to appraise the impact of some important factors like the nonlocal theory parameter, the strain gradient length scale parameter, the rotational speed, the amount of mass eccentricity and the internal damping coeffcient on the motion amplitude and natural frequencies. The numerical outcomes illuminate well that depending on the relative value of two non-classical parameters of NSGT, this theory have the potential to reflect the hardening or softening attribute of small-scaled mechanical elements.

5

Experimental-Numerical Analysis of a Flat Plate Subjected to Shearing and Manufactured by Incremental Techniques

Kopecki Tomasz, Święch Łukasz

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2023

|

Vol. 17, no 4

179--188

EN

The paper presents the results of experimental studies and numerical analyses using the Finite Elements Method for a planar structure subjected to pure shear. The test specimen was made using an Fused Filament Fabrication incremental technique. In order to correctly represent the mechanical properties of the structure, a series of tests were performed to determine the physical constants of the model material used. Due to the perfect physical nature of the numerical model, in contrast to experimental phenomena, a suitable method was employed to induce the post-critical deformations in the analysed structure.

6

Nonlinear analysis of a hoist tower for seismic loads

Pachla Filip, Tatara Tadeusz

Archives of Civil Engineering

|

2022

|

Vol. 68, nr 3

177--198

EN

In recent years, the intensity of the loads caused by mining activity has increased in Poland. This exploitation is often carried out in urbanized areas, so their operation on structures is not only a social problem, but also a challenge for engineers. Many of the surface facilities safe use affects the failure-free operation of the mine. The paper presents the results of representative measurements of surface vibrations from mining areas in Poland and earthquakes and their comparison. Particular attention was paid to the values of PGA/PGV ratios and the most commonly used methods for dynamic calculation of the structure. The last part of the work presents an experimentally verified dynamical model of the selected RC skip tower. The forced vibrations of the model were analysed by taking representative earthquakes and mining origin tremors. Time history non-linear analysis and push over methods were used. The nonlinear concrete model was adopted in the analyses. The results show that pushover analysis is not able to capture the seismic demands imposed by far-field or near-fault ground motions, especially for short-period systems for which it can lead to significant errors in the estimation of the seismic demands. The results confirmed the qualitative results of the linear analysis. The carried out inventory of cracks to the skip tower also allowed their location in bearing elements of the skip tower. The results of non-linear numerical analyses allowed us to assess the safety of the structure.

PL

Dodatkowym obciążeniem działającym na konstrukcje budowlane są drgania przenoszone przez grunt. Z reguły takie konstrukcje, gdy znajdują się poza obszarami trzęsienia ziemi, nie są przystosowane do takich dodatkowych obciążeń. Na terenach dotkniętych wstrząsami górniczymi konstrukcje nie były projektowane na takie obciążenia. W projekcie uwzględniono tylko obciążenia stałe i ciężar własny, obciążenia technologiczne oraz obciążenia od podmuchów wiatru. W ostatnich latach w Polsce wzrosła intensywność obciążeń powodowanych działalnością górniczą. Eksploatacja ta często prowadzona jest na terenach zurbanizowanych, dlatego ich eksploatacja i wpływ na budynki staje się nie tylko problemem społecznym, ale także wyzwaniem dla inżynierów. Ich zadaniem jest zapewnienie bezpieczeństwa konstrukcji i osób przebywających w tych budynkach. Wiele obiektów naziemnych znajduje się bezpośrednio na terenach kopalni. Ich bezpieczne użytkowanie wpływa na bezawaryjną prace kopalni. Awarie obiektów powierzchniowej infrastruktury budowlanej kopalni prowadzą do dużych strat finansowych i powodują problemy społeczne. W pracy przedstawiono wyniki reprezentatywnych pomiarów drgań powierzchniowych z terenów górniczych w Polsce. Drgania te były spowodowane najintensywniejszymi wstrząsami górniczymi, jakie wystąpiły podczas podziemnej eksploatacji kopalni węgla kamiennego i rud miedzi w Polsce. Wyniki pomiarów in-situ tych drgań porównano z zapisami drgań z wybranych trzęsień ziemi. Szczególną uwagę zwrócono na wartości wskaźnika PGA/PGV, a także różnice charakteryzujące drgania powierzchniowe indukowane podziemną eksploatacją górniczą i wstrząsy sejsmiczne oraz czas trwania intensywnej fazy drgań. Następnie przedstawiono najczęściej stosowane metody obliczeń dynamicznych konstrukcji. W ostatniej części pracy zaprezentowano numeryczny model dynamiczny wybranej żelbetowej konstrukcji wieży wyciągowej.

7

Experimental investigation of sandwich panels supported by thin-walled beams under various load arrangements and number of connectors

Ciesielczyk Katarzyna, Studziński Robert

Archives of Civil Engineering

|

2022

|

Vol. 68, nr 4

389--402

EN

In the paper there the laboratory tests of interaction between thin-walled beams of the Z crosssection and the sandwich panels with PIR foam core are presented. The different numbers of connectors (0, 4, and 8) were used to connect the sandwich panels with the thin-walled beams. Furthermore, the parallel and perpendicular to the longitudinal axis of the thin-walled beam load arrangement was analysed. The research provides a qualitative and quantitative comparison of the mentioned experiments using the ultimate capacity, the deformation capacity, and the stiffness. In the second part of the paper, the numerical analysis of the thin-walled beam was also performed. The beam was modelled as a shell element and loaded in two ways, which corresponded to the loading scenario during laboratory tests (uniformly distributed and concentrated loads). The results of the numerical calculations of the beam without lateral stabilization were compared with the laboratory results of the beam stabilized by the sandwich panels.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badan eksperymentalnych układów konstrukcyjnych składających się z płyt warstwowych i belek cienkościennych o przekroju Z ułożonych niesymetrycznie względem siebie. W oparciu o europejskie rekomendacje oraz wcześniejsze badania autorów zakłada się, że w analizowanym układzie belki są stabilizowane bocznie przez płyty warstwowe. Wykonano 11 badań laboratoryjnych, które różniły się między sobą liczbą łączników oraz sposobem przyłożenia obciążenia. W celu połączenia płyt warstwowych z belką cienkościenną użyto 0, 4 lub 8 łączników. Obciążenie przypadające na układ było przyłożone równolegle do belek cienkościennych powodując obciążenie równomiernie rozłożone a prostopadle do belek cienkościennych powodując obciążenie punktowe. Przeprowadzone badania wykazały znaczącą wrażliwość układu na sposób przyłożenia obciążenia względem analizowanych układów konstrukcyjnych. Wykazano, że obciążenie realizowane jako równoległe do długości belki podpierającej płytę pozwala analizowanemu układowi na przeniesienie ponad dwukrotnie większego obciążenia niż w przypadku obciążenia realizowanego w sposób prostopadły do długości belki. Dodatkowo omówiono w pracy mechanizmy zniszczenia układu w zależności od sposobu jego obciążenia. Zbadano również wpływ liczby łączników na całkowitą nośność analizowanego układu. Wykazano znaczący wzrost nośności układu przy zwiększającej się liczbie łączników. Zwiększenie liczby łączników łączących belki cienkościenne z płytami warstwowymi wiązało się również z powstaniem złożonym mechanizmami zniszczenia układu. Uzupełnieniem przeprowadzonych badań eksperymentalnych było wykonanie symulacji numerycznych belek cienkościennych niestężonych poszyciem. Belki zamodelowane zostały jako elementy powłokowe obciążone na dwa sposoby: obciążeniem równomiernie rozłożonym na pasie górnym belki oraz siłą skupioną w środku rozpiętości belki. Otrzymane wyniki oraz mechanizmy zniszczenia porównano z wynikami laboratoryjnymi belki stężonej płytą warstwową. Wykazano, że belka niestężona płytą warstwową wykazuje prawie dwukrotnie niższą nośność niż belka stężona.

8

Computer modelling of point supported laminated glass panes

Woźniczka Piotr

Archives of Civil Engineering

|

2022

|

Vol. 68, nr 3

353--368

EN

In recent years significant progress has been made in structural application of glass elements in building industry. However, the issues related to computer modelling of glass panes, as well as analytical procedures allowing for taking into account the bonding action of PVB foil are not widely known in the engineering environment. In this paper results of numerical study of laminated glass plates are presented. The scope of the research covers over 40 cases of panes. Narrow (characterized by edge length ab > 2) and square (a/b = 1) panes made of two or three layer laminated glass have been taken into account. The paper deals mainly with point supported glass. However, selected results for linearly supported plates have been included as well for comparison. For each considered case an advanced computational model have been developed within the environment of Abaqus software. Pointwise supports have been modelled using methods of various complexity. The obtained results have been compared with the results of standard calculations using Wölfel-Bennison and Galuppi-Royer-Carfagni hypotheses. The analytical procedures proposed by CEN have been applied as well. As a result, recommendations for static calculations of laminated glass panes have been formulated. The computational procedure based on the hypothesis presented by L. Galuppi and G. Royer-Carfagni should be considered the most universal. The remaining methods may be applied only in limited scope. In order to estimate maximum principal stress in the support zone an advanced computer model has to be used. The support may be modelled in an exact or simplified manner.

PL

W ostatnich latach dokonano znaczącego postępu w zakresie konstrukcyjnego wykorzystania w budownictwie elementów ze szkła. Równocześnie trwają prace nad drugą edycją norm europejskich, wśród których przewidziano przygotowanie odrębnej normy dotyczącej projektowania konstrukcji szklanych. Zgodnie z dokumentami opracowanymi przez odpowiedni komitet techniczny Europejskiego Komitetu Normalizacyjnego, wspomniana norma powinna obejmować swoim zakresem także nowoczesne procedury w zakresie obliczeń statycznych prętów i płyt ze szkła laminowanego. Tego typu elementy konstrukcyjne podparte w sposób punktowy lub w sposób liniowy są powszechnie stosowane w praktyce inżynierskiej ze względów architektonicznych i funkcjonalnych. Problematyka związana z modelowaniem komputerowym elementów ze szkła, jak również procedury analityczne pozwalające na uwzględnienie zespalającego działania folii PVB, nie są jednak powszechnie znane i stosowane w środowisku inżynierskim. W tej sytuacji w artykule przedstawiono wyniki weryfikacji wybranych procedur obliczeniowych dotyczących płyt ze szkła laminowanego. W przeprowadzonych analizach uwzględniono metody obliczeniowe oparte na hipotezach opracowanych przez E. Wolfela i S.J. Bennisona, a także przez zespół autorski L. Galuppi i G. Royer-Carfagni. Rozpatrywano również ścisłe rozwiązanie zagadnienia zginanego pręta ze szkła laminowanego wyprowadzone z modeli reologicznych przez K. Langosch. Otrzymane rezultaty porównano każdorazowo z wynikami zaawansowanych symulacji komputerowych. W celu możliwie dokładnego odwzorowania zachowania się danej płyty szklanej oraz zespalającej warstwy PVB stosowano bryłowe elementy skończone, natomiast obliczenia były prowadzone jako geometrycznie nieliniowe. Szczególną uwagę poświecono zagadnieniom związanym z analizą płyt podpartych w sposób punktowy. Naprężenia główne w strefie podporowej były wyznaczane dla modeli komputerowych o zróżnicowanym stopniu skomplikowania, w tym również dla przypadków w których uwzględniono dokładna geometrię danej rotuli. Omówiono propozycję uproszczonego sposobu modelowania strefy podporowej. Analizy były prowadzone dla dwóch grup płyt o zróżnicowanej geometrii. W zakresie rozwiązań poszczególnych płyt rozpatrywano elementy ze szkła dwu- oraz trójwarstwowego. W celach porównawczych w artykule przedstawiono również rezultaty uzyskane dla płyt podpartych w sposób przegubowo-liniowy. Na podstawie przeprowadzonych badan sformułowano wnioski w zakresie przydatności poszczególnych metod obliczeniowych.

9

Nonlinear finite element analysis and parametric study of executable RCS connections

Doost Rooholah Bakhtiari, Sadraie Hamid, Khaloo Alireza, Badarloo Baitollah

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2022

|

Vol. 22, no. 4

art. no. e204, 2022

EN

This paper compares the results of a nonlinear finite element analysis (FEA) of an internal hybrid steel beam to RC column connections with those of the experiment on a half-scale. This study used extended face bearing plates (EFBP) embedded in the panel zone (PZ) to make prefabricated RC column to steel beam connections (PRCS). Steel beam flanges were made to be stronger than scaled sections to transfer more force to the PZ. Nonlinear FEA was performed with ABAQUS software to evaluate the connections under unidirectional loading. Failure mode, connection stiffness, and PZ shear strength determined by nonlinear FEA matched well with the experimental findings. PRCS1 model was used to evaluate the number of PZ stirrups, axial load on the column, width and height of EFBP, and height of stiffener connected to the beam flange. PZ shear strength and stiffness were significantly improved by increasing EFBP width. Increasing the height of EFBP only with increasing the height of the stiffener can increase the shear strength of the PZ. Increasing the axial load of the column had a significant effect on increasing the shear strength of the PZ. PZ shear strength of the PRCS4 with cover plates (CP) was also assessed by developing its numerical model and strengthening the beams and columns. The presence of CP in the sample without a steel web panel (SWP) illustrated a significant effect compared to the sample with SWP. Based on the performance of the CP in different PZ forms, the formulation was developed to determine the shear strength of CP.

10

Numerical Analysis of the Impact of Geometric Parameters of the Outcuts in the Wing Torsion Box Wall on the Mechanical Properties of the Structure

Kopecki Tomasz

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2022

|

Vol. 16, no 3

176--182

EN

The study presents the results of comprehensive numerical analyses of an unusual solution in the field of geometry of holes in the wall of the wing torsion box subjected to torsion. Due to the nature of loads acting on the wing structure in flight conditions, it is possible to modify the current standard solutions. However, this involves a fundamental change in the nature of stress distribution and the resulting need to use new types of local reinforcements of the structure. The analyses were supposed to indicate the dependencies between the geometric parameters of the outcuts and the nature of advanced deformations and the distribution of internal forces.

11

State-of-the-art rotordynamic analyses of pumps

Gaulard Frédéric, Schmied Joachim, Fuchs Andreas

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2021

|

Vol. 69, nr 6

art. no. e139316

EN

State-of-the-art analyses for the rotordynamic assessment of pumps and specific requirements for the simulation tools are described. Examples are a horizontal multistage pump with two fluid film bearings in atmospheric pressure, a horizontal submerged multistage pump with many bearings, and a submerged vertical single-stage pump with water-lubricated bearings. The rotor of the horizontal pump on two bearings is statically overdetermined by the seals and the static bearing forces depend on the deflection in the seals and the bearings. The nonlinear force-displacement relation in the bearings is considered in this paper. The stability of pumps is assessed by Campbell diagrams considering linear seal and bearing properties. Cylindrical bearings can have a destabilizing effect in the case of low loads as in the examples of the submerged pumps. For the pump with many bearings, the influence of the bearing ambient pressure and the bearing specific load on the stability is analyzed. For the vertical pump, the limit cycle, i.e. the vibration level of stabilization, is determined with a nonlinear analysis. All examples have a practical background from engineering work, although they do not exactly correspond to real cases. Analyses were performed with the rotordynamic software MADYN 2000.

12

Guidelines for FEM modelling of wood-CFRP beams using ABAQUS

Kawecki Bartosz

Archives of Civil Engineering

|

2021

|

Vol. 67, nr 4

175--191

EN

The article presents detailed guidelines for the nonlinear modelling of wood-CFRP beams with full cross-section using the Finite Element Method (FEM). Reviewing the literature has shown that behaviour of such composites is a current research topic, undertaken by many scientists. Complex numerical models made in the Simulia ABAQUS software are the basis for modelling recommendations. Properties of the materials consider the orthotropy and plasticity of wood and CFRP tapes, and the stiffness of adhesive layers with delamination. Results of laboratory experiments, got for a statistically significant number of specimens, confirm the model assumptions. This research paper provides a rich source of knowledge and experiences for scientists and engineers, who deal with mechanics of wood-CFRP composites. The uniqueness of the presentation lies in the detailed description of the complex numerical model. Specification comprises the steps necessary to do complete and successful calculations. The model is suitable for analysing the behaviour of wood-CFRP composites in different reinforcement configurations.

PL

Artykuł przedstawia szczegółowe wytyczne do nieliniowego modelowania belek o pełnym przekroju wykonanych z kompozytu drewno-CFRP z wykorzystaniem Metody Elementów Skończonych (MES). Przegląd literatury pokazał, że zachowanie takich kompozytów jest aktualnym tematem badawczym, podejmowanym przez wielu naukowców. Podstawą zaproponowanych rekomendacji są złożone modele numeryczne wykonane w programie Simulia ABAQUS. Parametry materiałowe uwzględniają ortotropię plastyczność drewna i taśm CFRP, jak również sztywność warstw klejowych i możliwość ich delaminacji. Założenia modelu zostały potwierdzone badaniami laboratoryjnymi przeprowadzonymi na ważnej statystycznie liczbie próbek. Powyższe opracowanie zapewnia bogate źródło wiedzy i doświadczeń dla inżynierów i naukowców zajmujących się mechaniką kompozytów drewno-CFRP. Unikalność artykułu polega na dokładnym opisie złożonego modelu numerycznego, który przedstawia kroki niezbędne do wykonania kompletnych obliczeń.

13

Selected Methods of Obtaining Adequate Forms of Deformation of Supercritical Thin-Walled Flat Plates

Kopecki Tomasz

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2021

|

Vol. 15, no 2

184--190

EN

The study includes considerations on the numerical methods of obtaining the correct forms of deformation of thin-walled plates subjected to pure shear, operating under conditions of critical loads. Selected methods were presented and subjected to comparative tests, allowing for the obtaining of a state of large deformations of a perfectly flat system, loaded in its plane. These methods are based on application various forms of initial imperfections into the system, either geometrically or physically. A new solution was proposed in this area, differing in its essence from most commonly used solutions.

14

Modelowanie zrealizowanych konstrukcji stalowych – wybrane przykłady

Żółtowski Krzysztof

Przegląd Budowlany

|

2020

|

R. 91, nr 4

18--29

PL

W artykule przedstawiono bardzo ogólnie przykłady współczesnych możliwości analizy konstrukcji stalowych w odniesieniu do komercyjnego oprogramowania inżynierskiego w aspekcie praktycznym. Prezentowane przykłady pochodzą z rzeczywistych analiz wykonanych na potrzeby prac badawczych, ekspertyz lub projektów zrealizowanych przez autora i jego współpracowników. Są więc one przykładem praktycznego wykorzystania procedur i teorii potocznie uważanych za akademickie.

EN

The paper presents generally examples of recent possibilities for analyzing steel structures in environment of commercial engineering software in a practical aspect. The examples presented come from real analyses carried out for research work, expertise or projects carried out by the author and his team. They are therefore an example of the practical use of procedures and theories colloquially known as academic.

15

Wybrane aspekty projektowania belek ażurowych

Blumreder Filip, Studziński Robert

Nowoczesne Hale

|

2020

|

Nr 3

27--33

PL

W artykule przedstawiono dwa podejścia do analizy statycznej i wymiarowania belek ażurowych. Na przykładzie belki swobodnie podpartej porównano tradycyjną metodę analityczną (model belki Vierendeela) z modelowaniem numerycznym wykorzystującym powłokowe elementy skończone. Wymiarowanie belki ażurowej w obu przypadkach przeprowadzono dla stanu granicznego nośności (SGN) i użytkowania (SGU). W ramach stanu granicznego nośności przeprowadzono zarówno weryfikację nośności przekroju w przekrojach krytycznych, jak i weryfikację nośności elementu, uwzględniając możliwość jego zwichrzenia. Moment krytyczny belki ażurowej wyznaczono, korzystając z liniowej analizy wyboczeniowej. Wszystkie obliczenia przeprowadzono w programie do obliczeń inżynierskich (AxisVM).

EN

The article presents two approaches to the static analysis and dimensioning of cellular beams. A simple supported cellular beam was solved analytically by means of the Vierendeel model and numerically with the use of triangular shell finite elements. In both cases, the ultimate and serviceability limit states were verified. In the case of the ultimate limit state (ULS) the cross-section resistance and lateral-torsional buckling resistance were considered. The critical bending moment was obtained by means of linear buckling analysis. All calculations were carried out in a programme for engineering calculations (AxisVM).

16

Application of buckling restrained braces to upgrade vertical stiffness of existing RC frames

Niyonyungu Ferdinand, Noroozinejad Farsangi Ehsan

Civil and Environmental Engineering Reports

|

2020

|

Vol. 30, no. 3

68--93

EN

In this paper, based on the RC frame structure of an industrial building, the finite element model of the structure is developed, according to the Chinese code for seismic design of buildings [9]. Considering the lack of seismic performance, the buckling restrained brace (BRB) is adopted for seismic retrofitting, and various configurations of buckling restrained support are considered for reinforcement. The elastic response spectrum analysis (RSA) and direct integration nonlinear time history analyses (NL-TH) are carried out for the frame structure before and after reinforcement using ETABS finite element software. From the joints displacement, inter-story displacement, inter-story shear force, acceleration, energy dissipation, and other aspects of the seismic response of the strengthened structure and the non-strengthened structure, the comparison has been made. The effect of buckling restrained support and common support on the existing building structure is verified through analytical modeling. After reinforcement, there is a 40%, 39.3%, 40%, 36.4%, and 38.3% reduction in the first period of vibration after the building is strengthened by inverted BRB, V BRB, two-story BRB, single BRB, and ordinary steel braces, respectively. Strengthening of the structure by buckling restrained braces and ordinary steel braces both decrease the original building displacement by more than 50% from the first to the fourth floor. Under severe earthquakes, the use of BRB reduced the column shear by 46.6%; similarly, the incorporation of ordinary steel braces reduced the column shear by 4.72%. It is concluded that using buckling restrained braces will increase the vertical stiffness of the structure to a very high extent.

17

Analysis of the Post-Critical Deformation State of Curvilinear Integral Stiffening of a Thin-Walled Structure Subjected to Torsion

Kopecki Tomasz

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2020

|

Vol. 14, no 2

34--40

EN

The paper presents an innovative concept of integral stiffening of the thin-walled structures based on the use of curvilinear elements. The analyzed system in the form of a thin-walled spatial structure was subjected to a non-linear numerical analysis, aimed at comparing the properties of the proposed solution with those of the reference stiffening. A comparative analysis of deformation forms and ranges as well as effective stress distributions was conducted. The tests constituted a preliminary analysis, aimed at determining the usability of the solution, which is the basis of the research process supported by an appropriate experiment.

18

Fem determination of the plastic limit load for cylindrical shells

Słowiński Kamil, Piekarczyk Marek

Technical Transactions

|

2019

|

Vol. 116, iss. 12

151--162

EN

In this paper a new approach to the consistent identification of the deformation pattern vital for the precise determination of the plastic limit load of a cylindrical shell from MNA when using modified Southwell (MS) and Tangent Stiffness (TS) plots is presented. It is proposed that the formalised assessment of the plastic collapse load can be done by the application of the relation between the load factor increment ΔrR and the arc length s – for an identification of achievement of the complete plastic collapse mechanism from MNA, and then the MS or TS plot for the displacement pattern that corresponds to the identified plastic mechanism.

PL

W artykule przedstawiono metodę pozwalającą na jednoznaczną identyfikację postaci deformacji kluczowej w procesie wyznaczania nośności plastycznej powłoki cylindrycznej z analizy MNA, przy zastosowaniu zmodyfikowanej zależności Southwella (MS) oraz metody sztywności stycznej (TS). Proponuje się, żeby formalna ocena plastycznego obciążenia niszczącego oparta była na wykorzystaniu zależności między przyrostem mnożnika obciążenia ΔrR i długością łuku s – w celu identyfikacji momentu osiągnięcia w analizie kompletnego mechanizmu zniszczenia, a następnie zastosowaniu wykresów zależności MS i TS dla postaci deformacji stowarzyszonej z wskazanym wcześniej mechanizmem.

19

Evaluation of seismic behaviour of railway bridges considering track-bridge interaction

Dehghani Ehsan, Najafi Zadeh Maryam, Nabizadeh Azam

Roads and Bridges - Drogi i Mosty

|

2019

|

Vol. 18, no. 1

51--66

PL

Mosty kolejowe wykazują dużą odporność na trzęsienia ziemi. Pomimo, że ich wytrzymałość była określana pod względem jakościowym w wielu opracowaniach, m.in. Stowarzyszenia AREMA (ang. American Railway Engineering and Maintenance of Way Association), dotychczas nie zaproponowano kryteriów ilościowych tej oceny. Celem niniejszej pracy jest przedstawienie kryteriów ilościowych oceny zachowania się mostów kolejowych poddanych działaniu obciążeń sejsmicznych. W artykule przedstawiono modele MES odpowiedzi dynamicznej mostów w warunkach sejsmicznych, w których uwzględniono oddziaływanie toru kolejowego z mostem lub to oddziaływanie nie było brane pod uwagę. Badane modele oceniane były z wykorzystaniem analizy pushover i dynamicznej analizy przyrostowej na podstawie czternastu zapisów trzęsień ziemi, które miały miejsce w przeszłości. Wyniki analiz wyraźnie pokazują, że zaproponowany model uwzględniający oddziaływanie toru z mostem zachowuje się w warunkach sejsmicznych lepiej pod względem wytrzymałościowym. W przypadku tego modelu parametry takie jak: przemieszczenie pomostu, siła ścinająca pomiędzy torem i pomostem oraz obrót plastyczny przegubów są mniejsze o odpowiednio 70-90%, 20-83% i 85-100%. W pracy zaproponowano równania do szacowania przemieszczenia pomostu oraz siły ścinającej w podstawie toru, bez uwzględnienia oddziaływania toru z mostem, wykorzystując metodę maksimów przyśpieszenia ziemskiego (ang. Peak Ground Acceleration, PGA), zarejestrowanych podczas wstrząsów sejsmicznych.

EN

Railway bridges have historically performed well in the previous earthquakes. Although this performance has qualitatively been studied in some references such as AREMA code, no quantitative criteria has been proposed for it. Thus, this study aims to present quantitative criteria for railway bridge performance under seismic loads. In the paper, seismic behaviour of railway bridges, with and without track-bridge interaction (TBI), is calculated through finite element modeling. Pushover and incremental dynamic analyses, are utilized to assess the proposed method, considering fourteen records of the past earthquakes. The results clearly show superior performance of the proposed model with track system, in which the deck displacement, base shear, and plastic rotation decrease by 70%-90%, 20%-83%, and 85%-100%, respectively. Finally, two equations are proposed to calculate deck displacement and base shear of railway bridges without performing track-bridge interaction (TBI) by Peak Ground Acceleration (PGA) of the applied record approximately.

20

Nieliniowa analiza elektromagnesu nadprzewodnikowego dla FCC przy użyciu MES

Wierzbic Piotr

Przegląd Mechaniczny

|

2019

|

nr 2

28--32

PL

W pracy przedstawiono nieliniową analizę MES modelu elektromagnesu nadprzewodnikowego projektowanego dla przyszłego akceleratora cząstek elementarnych FCC (Future Circular Collider) w celu sprawdzenia jego ogólnej wydajności w ujęciu multifizycznym. Rozwiązano problem magnetostatyczny z nieliniową krzywą magnetyzacji i zaimportowano wyniki do analizy strukturalnej, w której rozważano zagadnienie kontaktowe oraz naprężenia powstałe w wyniku obciążenia jednorodnym polem temperatury.

EN

The aim of this work was nonlinear FEM analysis of the superconducting electromagnet designed for the Future Circular Collider in order to investigate its overall multi-physics performance. Magnetostatic problem with nonlinear magnetization curve was solved and imported as a load step into the structural analysis, in which contact problems were considered together with the thermal stress due to the uniform temperature load.